25
білдіреді, сонымен қатар материяның өзінің өмір сүру түрлерінің — кеңістік
пен уақыттың байланысын да білдіреді.
импульстің (қозғалыс мөлшерінің) сақталу заңын француз ғалымы
және философы Р. Декарт (1596–1656) ашты. Декарт бұл заңды былай
тұжырымдады: бір дене екінші денемен соқтығысқан кезде бірінші дене
екінші денеге соқтығысу кезінде өзі қанша қозғалысын жоғалтса, сонша
қозғалысын бере алады және өз қозғалысын қаншаға арттыра алса, екіншіден
сонша қозғалыс алады. Қозғалыс мөлшері, яғни импульстің мөлшері ретінде
Декарт дене массасының жылдамдығына көбейтіндісін алуды ұсынды.
Импульстің сақталу заңын қарастырған кезде тұйықталған жүйе, дененің
импульсі, күш импульсі тәрізді бірқатар физикалық түсініктер енгізуге тура
келеді. Тұйықталған жүйеде денелер берілген жүйеге кірмейтін басқа ешбір
денелермен өзара әсерлесуге түспейді (өзара әсерлесудің жоқтығы сыртқы
күштердің жоқтығымен немесе сыртқы күштердің теңәсерінің нөлге теңдігімен
эквивалентті) және бұл жүйенің денелері тек серпімділік және тартылыс
күштерімен ғана өзара әсерлеседі.
Одан әрі
дененің импульсі деп дене массасының оның жылдамдығына
көбейтіндісімен өлшенетін шама аталатынын айтамыз:
p =
m
v .
Осы импульс терминін күштің оның әсер ету уақытына көбейтіндісі үшін
де пайдаланады; бұл көбейтінді
күш импульсі деп аталады; күш импульсі
механикалық қозғалыстың денеге басқа дене тарапынан берілгенін сипаттайды
және ол дене импульсінің өзгерісіне тең болады:
∆
p =
F
∆
t.
Күш импульсі идеясының, мысалы, ағашқа балғамен шеге қағып жатқанды,
футбол добын теуіп жатқан баланы, дискі лақтырып жатқан спортшыны
қарастырған кезде маңызды екенін көрсету керек. Басқа да мысалдар бар,
оларды оқушылардың өздері де келтіре алады.
Оқулықта импульстің сақталу заңы Ньютонның екінші және үшінші
заңдарынан шығарылады. Ықшамдылық үшін, импульстің сақталу заңын
массалары бірдей және жылдамдықтары түрліше болатын соқтығысатын екі
денеден тұратын тұйықталған жүйені қарастырады.
Осыдан кейін заң тұжырымдалады: тұйықталған жүйені түзетін денелер
импульстерінің геометриялық қосындысы осы жүйе денелерінің кез келген
өзара әсерлесулері кезінде тұрақты болып қалады. Бұл заңның білінуін
тәжірибелермен немесе мысалдармен түсіндіру керек.
1-тәжірибе. Сығылған серіппелері бар бір-біріне жанасқан екі арбашаны
жол ортасына қойыңдар. Содан кейін серіппе босатылатындай етіп, оны
сызғышпен ұрып қалыңдар. Мұндай сілкіністен кейін арбашалар бір-бірінен
ажырап, екеуі екі жаққа қозғалады.
Белгілі уақыт ішінде жүріп өтілген
жолды өлшеп,
өзара әсерлесу кезінде
олардың алған жылдамдықтарын табамыз:
v
1
=
s
t
1
және
v
2
=
s
t
2
2
.
Одан тәжірибе
дәлдігі шегінде мыналарды табамыз:
1)
денелердің әсерлесуге дейінгі импульсі =
m
1
+
ò
2
· 0 = 0;
2)
денелердің әсерлескеннен кейінгі импульсі =
m
1
(–
v
1
) +
m
2
(
v
2
); осыдан
m
1
(–
v
1
) +
m
2
(
v
2
) = 0
немесе
m
1
v
1
=
m
2
v
2
.
Осындай тәжірибені арбашаға массалары әртүрлі
ò
1
және
ò
2
қосымша
жүктерді қойып, экспериментті қайталауға болады.